道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防措施分析

焦泳嗣

（中鐵十八局五公司，天津 300450）

0 引言

道橋工程已經(jīng)成為我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)事業(yè)的重要基礎(chǔ)，通過研究裂縫產(chǎn)生原因，從而制定合理的規(guī)避措施和開發(fā)相關(guān)的防治技術(shù)，不僅能夠保證工程的使用質(zhì)量及壽命，還能為人民的生命安全保駕護(hù)航，與此同時(shí)不斷深入對裂縫問題的研究，也能夠不斷促進(jìn)當(dāng)前道橋施工工藝的進(jìn)步。

1 危害

裂縫問題是道橋工程中常見病害之一，如果不及時(shí)采取措施，將會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)料的后果，因此，需要在明確問題危害性的基礎(chǔ)上，展開一定研究。

（1）道橋工程中的裂縫有較大的可能性出現(xiàn)在工程的地基結(jié)構(gòu)中，而地基是承載工程基礎(chǔ)的重要部分，一旦其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，整個(gè)工程的穩(wěn)定性就會(huì)受到影響，從而導(dǎo)致工程的質(zhì)量極度下降。

（2）道橋工程的地基一般是由混凝土和鋼筋構(gòu)成，程度較淺的裂縫暫時(shí)不會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，并相對易于防治。而較深程度的裂縫則會(huì)進(jìn)一步在荷載的作用下，使鋼筋產(chǎn)生斷裂，從而突出地表，帶來極為嚴(yán)重的安全隱患。

（3）道橋工程中的裂縫問題會(huì)影響到橋梁道路使用的安全性和穩(wěn)定性，使工程使用年限縮短，使養(yǎng)護(hù)成本、維修成本及建造成本均進(jìn)一步加大。

2 成因

2.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)致后期裂縫的問題

（1）設(shè)計(jì)人員沒能對整個(gè)工程進(jìn)行全局把控，特別是工程后期在使用過程中的荷載分析未做到位，包括對工程建設(shè)環(huán)境的地質(zhì)因素勘察不到位等，由此設(shè)計(jì)的施工圖最有可能導(dǎo)致后期道橋工程受力不均，進(jìn)而引起裂縫的出現(xiàn)。

（2）設(shè)計(jì)者并未將設(shè)計(jì)方案與當(dāng)前具體施工情況進(jìn)行緊密結(jié)合，使設(shè)計(jì)圖與現(xiàn)場施工出現(xiàn)矛盾，進(jìn)而導(dǎo)致施工過程中產(chǎn)生裂縫。

（3）設(shè)計(jì)者由于粗心大意或技術(shù)能力低等，對于相關(guān)細(xì)節(jié)問題把控不嚴(yán)，說明不到位，導(dǎo)致施工人員在工程中出現(xiàn)理解上的問題，最終影響了工程質(zhì)量。

2.2 材料質(zhì)量問題

在道橋工程中，混凝土與鋼筋是構(gòu)成工程的基礎(chǔ)材料，大部分情況下會(huì)用到工程的地基施工中，地基則是影響工程穩(wěn)定性與安全性的重要因素。因此，當(dāng)混凝土與鋼筋質(zhì)量出現(xiàn)問題，進(jìn)一步會(huì)導(dǎo)致工程地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。目前國內(nèi)道橋工程特別是大型的工程建設(shè)中很少出現(xiàn)由于原材料采購導(dǎo)致的材料質(zhì)量缺陷，但是仍然不可避免的是由于在儲(chǔ)存或使用過程中相關(guān)人員技術(shù)不佳導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)產(chǎn)生了變化。最為明顯的問題就是當(dāng)水泥用量一次性較大時(shí)會(huì)使其內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量累積，從而使結(jié)構(gòu)的中心部分和表面產(chǎn)生一定的拉力效應(yīng)，從而引起性能及強(qiáng)度的下降，并引發(fā)深層裂縫問題。

2.3 施工中造成

直接決定工程最終質(zhì)量的是工程的施工過程，一旦過程出現(xiàn)明顯的質(zhì)量問題及安全隱患就會(huì)進(jìn)一步的導(dǎo)致工程整體質(zhì)量下降，如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低問題、工程承載力下降問題等。通過對國內(nèi)部分的工程施工情況進(jìn)行研究和分析發(fā)現(xiàn)，目前由于我國在施工工藝上存在較大的缺陷，因此，經(jīng)常會(huì)由于施工工藝選擇不當(dāng)或工作過程中出現(xiàn)問題，導(dǎo)致工程質(zhì)量有較為明顯的起伏。不僅會(huì)影響到工程的使用壽命，也會(huì)影響到后期道路橋梁養(yǎng)護(hù)過程中的成本投入及技術(shù)難度。

2.4 荷載因素

大部分的道橋工程出現(xiàn)裂縫，有一部分原因是在后期使用過程中出現(xiàn)超負(fù)荷情況所導(dǎo)致。而導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的主要原因有：①本身質(zhì)量不佳，沒有達(dá)到相應(yīng)的受力標(biāo)準(zhǔn)。從而導(dǎo)致在長時(shí)間使用過程中，所能夠承載的安全受力范圍逐漸縮小。②由于工程在使用過程中管理不當(dāng)，如荷載力過重的車輛長期碾壓等，從而進(jìn)一步導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。③在設(shè)計(jì)建造的過程中，由于不合理的設(shè)計(jì)使工程本身在靜態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)次應(yīng)力，而不合理的道橋使用，都進(jìn)一步加快了裂縫產(chǎn)生的速度。

2.5 其他因素

除以上因素外，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因還有其他外部因素，如雨雪天氣、高溫天氣等，都會(huì)進(jìn)一步影響到工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。例如，高溫天氣，常使工程表面道路軟化或產(chǎn)生膨脹，一旦溫度急劇下降，就會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)結(jié)構(gòu)收縮。長此以往將會(huì)極大影響結(jié)構(gòu)的拉力抗性，導(dǎo)致工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。不僅會(huì)損害工程的壽命，也會(huì)使工程的荷載范圍急劇縮小。

3 措施

3.1 類型

（1）由于道橋工程本身所能夠承載的外力較小而實(shí)際承載壓力過大，導(dǎo)致橋梁本身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷，從而引起裂縫出現(xiàn)。這種裂縫一般出現(xiàn)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成巨大的破壞性，并加速對于工程本身結(jié)構(gòu)的破壞，因此一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施，找出破壞點(diǎn)，制定可行的維修或重建方案。

（2）工程本身所處的地理環(huán)境較為惡劣，外部因素對工程本身質(zhì)量的影響性較大，在其慢慢滲透之下，就會(huì)導(dǎo)致工程的結(jié)構(gòu)性逐漸失衡，各個(gè)部位逐漸出現(xiàn)使用問題。而面對這種裂縫時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重加強(qiáng)對于工程的養(yǎng)護(hù)，以期延長其使用壽命。

3.2 預(yù)防

（1）材料控制。由于材料質(zhì)量是決定工程施工質(zhì)量的重要因素，因此應(yīng)加大對材料質(zhì)量的控制和管理力度。在施工中為了保證材料質(zhì)量，必須加強(qiáng)對原材料的采購質(zhì)量管理、配置管理及使用管理。其中采購質(zhì)量管理，應(yīng)當(dāng)通過加強(qiáng)采購責(zé)任制度，強(qiáng)化采購流程的合理性來進(jìn)行控制。配置管理，應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合當(dāng)前施工方案，進(jìn)一步加大對于地質(zhì)環(huán)境及外部溫度濕度等影響因素的分析進(jìn)行配置。使用管理，應(yīng)當(dāng)做好細(xì)致的前期處理工作，如對外部溫濕度的分析，對施工材料質(zhì)量進(jìn)行再次檢驗(yàn)，做好施工部位清潔工作等。

（2）設(shè)計(jì)優(yōu)化。設(shè)計(jì)質(zhì)量對于道橋工程施工過程具有重要的決定作用。因此，應(yīng)該通過進(jìn)一步優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案以此保障工程在施工過程中的質(zhì)量及效率。①應(yīng)當(dāng)注意細(xì)節(jié)問題，設(shè)計(jì)方案完成之后，應(yīng)當(dāng)交由施工方、建設(shè)方、監(jiān)理方等共同研究，認(rèn)可通過后方可投入使用。②應(yīng)當(dāng)制定明確的數(shù)據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn)，減少設(shè)計(jì)及施工過程中錯(cuò)誤理解情況的出現(xiàn)。

（3）工程監(jiān)督。必須通過加強(qiáng)工程監(jiān)督來對工程建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)部分進(jìn)行質(zhì)量檢查，以此保障當(dāng)前施工的合理與有序，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。道橋工程質(zhì)量問題關(guān)系重大，并且通常施工環(huán)境較為特殊及不便，由此導(dǎo)致了工程每一步施工都有可能帶來安全問題及質(zhì)量隱患，為此監(jiān)理人員應(yīng)當(dāng)秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，通過對于工程施工環(huán)節(jié)進(jìn)行合理劃分從而實(shí)現(xiàn)有序監(jiān)管。

（4）后期養(yǎng)護(hù)。后期的工程養(yǎng)護(hù)是保障道橋工程使用年限、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、實(shí)際承載力等一系列內(nèi)容的重要基礎(chǔ)，因此，合理有效的養(yǎng)護(hù)方案能夠使工程的安全性有所提高。①在道橋工程長久使用過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種損傷，如受到外部溫差影響導(dǎo)致的凍裂、疏松等問題，最好以養(yǎng)護(hù)為主，盡可能的防止裂縫路線以及裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大。②由于工程本身質(zhì)量問題導(dǎo)致的裂縫問題，應(yīng)當(dāng)在裂縫治理的基礎(chǔ)上采用合理防護(hù)措施，如抗凍養(yǎng)護(hù)、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)等。

3.3 防治

（1）修補(bǔ)。修補(bǔ)辦法主要是針對的是一些淺層表面的裂縫，由于裂縫深度較淺，因此對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響較小，此時(shí)采用表面修補(bǔ)辦法能夠進(jìn)一步防止裂縫擴(kuò)大。在修補(bǔ)過程中一般采用水泥漿進(jìn)行表面涂抹，依據(jù)當(dāng)前的裂縫程度進(jìn)行合理取量，裂縫修補(bǔ)完成之后，依據(jù)情況進(jìn)行瀝青涂刷以及油漆防腐工序，以作加強(qiáng)防護(hù)。

（2）加固。加固辦法主要是針對裂縫影響到工程基體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況，首先是擴(kuò)大裂縫所在部位的截面面積，通過加設(shè)橋體構(gòu)件，設(shè)置支點(diǎn)，采用鋼板以及加入混凝土等工序進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。而當(dāng)裂縫較為嚴(yán)重時(shí)，為了進(jìn)一步保障工程的穩(wěn)定性，還需要對其他部位進(jìn)行進(jìn)一步防護(hù)，如采用灌漿進(jìn)行橋體加固。必要時(shí)還可通過改變橋體的結(jié)構(gòu)來保證工程的安全。

（3）填充。填充也是對裂縫治理時(shí)經(jīng)常采用的主要方法，采用的材料多為混凝土，針對的是寬度較大的裂縫。在填充之前要采用相關(guān)工具，對裂縫部位的雜物進(jìn)行清理，必要時(shí)可開設(shè)V形槽，以便于修補(bǔ)材料能夠發(fā)揮最大的效用。

4 結(jié)束語

裂縫是由于各種原因引起并有較大的發(fā)生概率的不能避免的工程病害之一，有的裂縫雖然只出現(xiàn)在表面，但是隨著道橋工程承載力不斷加大，受到外部溫度、濕度、水分、雷電等進(jìn)一步的腐蝕破壞，繼而使結(jié)構(gòu)逐漸不穩(wěn)，使裂縫的寬度和深度加大加深，從而造成嚴(yán)重后果。在結(jié)合與總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，參考國內(nèi)的相關(guān)研究資料，在分析裂縫成因的基礎(chǔ)上提出相關(guān)建議，以為裂縫的防治研究作為參考。

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